JPH0313055B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一次加工課程で成形されたPVCパ
イプに、更に所定形状部を成形する為の二次加工
法に関し、特に15゜以上の角度を持つ同じ方向の
傾斜部が二箇所以上含まれるようにパイプ径を増
減させる形状部を成形する為の二次加工方法に関
する。

〔従来の技術〕

従来、PVCパイプの一端に受口を成形する場
合、均一な径の無頭のPVCパイプの管端に、二
次加工により受口を成形することが広く実施され
ている。

この二次加工により受口を成形する場合、パイ
プ端部は中子により径方向に拡径されるため、拡
径部分の肉厚が当初の管肉厚より薄くなるのは避
け得ず、この薄肉化を防止する手段として種々の
方法が提案されている（特開昭52−148569号）。

例えば、第一の手段として無頭パイプの端部の
みを、薄肉化率を見込んで予め厚肉に成形しこれ
を中子により受口形状に拡径成形する手段、第二
の手段として端部を含め全体を一定肉厚に成形し
たPVCパイプを中子に押し込み、最終段階まで
押し込んだ前記PVCパイプにさらに軸方向への
押し込み力を加えて、軸方向圧縮力により厚肉化
させる手段、第三の手段として受口を成形する際
の拡径段部を引き込み型とした中子を用い、前記
第二の手段により押し込み増肉をした後に引き込
み型を突出させて拡径段部を形成する手段等が知
られている。

上記各手段において、受口形状の拡径傾斜段部
の角度が15゜以下となるように小さくする限り、
軟化PVCパイプの伸展性を利用して容易に二次
加工を行うことができる。又、上り傾斜段部とそ
の頂部から続く下り傾斜段部とからなる断面山形
部をPVCパイプに二次加工する場合、このよう
な山形部を一箇所とする限り、その傾斜角度を
30゜〜45゜にすることも可能であることが知られて
いる。

さらに、軟化PVCパイプを軸方向に押し込む
際大きな抵抗となる前記断面山形部が比較的短い
軸距離間に止められている限り、これに対応する
中子外周に外型を配置すれば、軟化PVCパイプ
の内周壁にしわを発生させることなく強制成形す
ることも可能であることが知られている。

〔従来技術の問題点〕

しかしながら、上記第一の手段は端部のみが厚
肉とされたPVCパイプを成形するのが技術的に
非常に困難であり、拡径加工には好都合でもその
前段階のパイプ成形が容易で無い欠点があり、ま
た第三の手段は成形品の品質管理上の問題は少な
い反面中子に引き込み型を有するものを用いるか
ら、中子の構造が複雑となり、設備が大掛かりと
なるなどの欠点が有つた。

さらに第一〜第三の手段にあつては、受口の拡
径段部を同一軸に沿つて二箇所以上配置しようと
する場合、軟化PVCパイプの軸方向移動に対す
る抵抗が大きくなり過ぎて押し込み抵抗力により
軟化PVCパイプの中子直前部分に座屈変形を生
じさせたり、押し込み途中における抵抗等に起因
して成形品内面にしわを生じさせたりすることが
ある問題があつた。

〔発明が解決しようとする課題〕

この発明は上記問題点に鑑み、中子の構造が非
常に単純であるにも係わらず容易にかつ品質精度
も良く、唯一回の押し込みによつて受口を成形で
きるPVCパイプの二次加工法を提供することを
目的としてなされたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

即ち、この発明のPVCパイプの二次加工法は
軟化PVCパイプの内周壁をその表面に沿つて軸
方向に移動させる内中子の型面に設けたこの移動
方向に向つて径を大きくする第一傾斜段部と、当
該第一傾斜段部の後方であつて同じ移動方向に向
つて径を大きくする第二傾斜段部との間に、前記
第一傾斜段部の頂部から前記第二傾斜段部の谷部
とを連続させる前記移動方向に向つて径が小さく
なる逆傾斜部が設けられ、前記内中子型面に対応
する型面を設けた外型部材と当該内中子型面との
間に構成された成形空間に向つて軟化したPVC
パイプを軸方向に供給し、前記第一傾斜段部にお
いて円周方向に伸び変形した軟化パイプ壁を前記
逆傾斜部において円周方向の縮みと同時に径方向
に増肉させ、当該縮み増肉部を存在させながら前
記第二傾斜段部へと前記軟化パイプ壁を通過させ
ることを特徴とする径の増減を有する形状部を成
形することを特徴とするものである。

〔作用〕

パイプ壁を径方向に拡大する場合、中子の傾斜
段部によるパイプ壁の円周方向伸び変形は、段部
傾斜角度が15゜を超えるに従い大きくなり、この
円周方向の伸び変形によつて当該傾斜段部に到達
する寸前の軟化PVCパイプ壁をも同様に円周方
向に伸び変形させる。このような変形が起る時、
パイプ内周壁は傾斜段部の始端になる谷部から浮
き上る運動が起る。

この時、軟化PVCパイプにつき軸方向に見れ
ば、円周方向伸びに対応した大きさの軸方向引張
力が発生していることとなり、この軸方向引張力
が拡径成形部分内部にしわを発生させる原因とな
る。

この浮き上り運動若しくは軸方向引張力が、軟
化パイプの軸方向移送を妨げないように、本発明
の二次加工が実施される。

第１図〜第３図を参照しつつこの発明の作用を
説明すれば、この発明に使用する中子は、始めに
大きな抵抗を発生させる第一傾斜段部３と、その
次に大きな抵抗を発生する第二傾斜段部４（この
図示例では小二段で構成される）とその間にこれ
らを連続させる為の逆傾斜部５とから構成され、
この逆傾斜部５により当該領域に達した軟化パイ
プ壁２から円周方向伸び変形を縮退させ、同時に
前述の軸方向引張力も効果的に減退させることが
できる。即ち、この逆傾斜部５によつて、以下の
欠点、つまり中子へ押し込む際の軟化パイプの軸
方向移動に対して過大な抵抗を発生させたり、パ
イプの内外周壁間の変形量に差を生じさせてしわ
の発生原因を形成したり、或いは増径変形に伴う
壁厚の減小を防ぐ為に必要な増肉効果を減退させ
る主役として考えられるこのパイプ壁に生じる軸
方向引張力が、本発明の二次加工法において、効
果的に制御される。

第一傾斜段部３で増大された径が、この逆傾斜
部５で小さくなる為、上述のようにこの領域の軟
化パイプ壁２に対して径方向内向きの収縮及び軸
方向の縮み変形を起させることができる。

別な見方をすれば、パイプ壁の円周方向及び軸
方向のいずれにも伸び変形を強制せず自然の収縮
を行わせるため、この逆傾斜部５においては、パ
イプ壁と内外型面との間の摩擦力も十分小さくな
る。

この段階までは、軟化パイプを軸方向に移送す
る力に対しては第一傾斜段部３から生じる抵抗だ
けが働き、例えば、逆傾斜部５における抵抗を実
質的に無視する移送操作で滑らかに移送すること
ができる。

次に軟化パイプ２が第二傾斜段部４に達すれば
軟化パイプ２にはこれによる第二の抵抗が加わ
る。

この第二の抵抗は、強制変形から実質的に解放
された軟化パイプ壁に安定した圧縮力を負荷する
から、逆傾斜部５においてパイプ壁は上記第二の
抵抗に応じた壁厚まで増肉され、その谷部４ａに
増肉ピーク部Ｙを生じさせる。

また、この増肉ピーク部Ｙは軟化パイプ２が押
し込まれている限り定常的に存続される。

つまり、挿入途中で第一の抵抗により生じた径
方向及び軸方向の応力緩和とその後の第二の抵抗
による拡径により生じた薄肉化を防化する増肉が
上記逆傾斜部５上で段階的に、かつ連続して生じ
ることとなる。

このように増肉効果を得た軟化パイプ壁は、始
めに受けた円周方向及び軸方向の応力を均整に減
小させた後、パイプの軸方向移送力を加えられ
て、第二傾斜段部４の領域に移行する。谷部４ａ
における増肉ピーク部Ｙの位置が安定している
為、この領域におけるパイプ壁の円周方向及び軸
方向の伸びは均整して起り、パイプ内外周壁の変
形量の差が起し得るパイプ壁の歪み変形が効果的
に抑制され、しわの発生がよく回避される。言い
換えれば逆傾斜部５上の安定した位置に増肉ピー
ク部Ｙを存続する限り、パイプに負荷した軸方向
移送力によつて、第一或いは第二傾斜段部３，４
および逆傾斜部５の各領域における軟化パイプ壁
内の応力分布を相当に安定に持続できるのであ
る。

なお、逆傾斜部５が軸方向に対して平行（角度
零）かプラスの小角度を持つ場合は、仮に、増肉
ピーク部Ｙを作り出し得たとしても、その位置は
第二傾斜段部４から離れた第一傾斜段部３の頂部
３ｂの近傍に出現する。このため、第二傾斜段部
の谷部４ａから第一傾斜段部の頂部３ｂに至る長
い軸間距離領域で、第二傾斜段部４の作る反力を
バランスさせる位置が特定されず、この領域にお
ける軟化パイプ壁と内外型面との間の接触状態は
不特定に変化し、接触状態の変化はその侭大きな
摩擦力を発生させ、パイプと対する軸方向移動力
を必要以上に増大させる。

従つて、この発明で開示した上述の逆傾斜部５
による作用効果は全く得ることはできない。

以上のような本発明二次加工法によつてパイプ
に成形し得る傾斜段部の角度は、軸に対し15゜〜
60゜、通常実施される角度範囲の25゜〜45゜に達す
る。従つて、二次加工法で必要となる内中子型面
に作られるべき傾斜段部の角度が上記範囲内で任
意に選択される。

特に重要となる逆傾斜部５の有効角度は、パイ
プの移送方向に対し、その軸から、好ましくは1゜
〜5゜の負角（以下、負角を−で示す）であつて、
この角度は相前後する傾斜段部間の距離により、
−1゜より小さな０に近い負角でも十分な作用効果
を発揮し、又個々の要求により増大傾斜段部の前
記角度に相当する負角、更にはより大きな負角で
あれば、上述の増肉効果を十分に利用することが
できる。

〔実施例〕

第１〜第３図は、この発明の実施状態を断面図
で示したものである。

実施例のPVCパイプとして壁厚原寸法が5.5mm
のものを用いた。

また、内型１ａと外型１ｂとの間の成形環状空
間に設けられた第一傾斜段部３の角度は30゜、ま
た頂部３ｂを越えてこれに続く逆傾斜部５の角度
−3゜、２番目の傾斜段部４の角度は30゜で図示の
ように二段にわたり拡径するものを使用した。

均一厚さに押出成形した無頭の軟化PVCパイ
プを上記内型１ａと外型１ｂとの間の成形環状空
間に軸方向に圧入しその途中において各パイプの
肉厚の変化を測定した。

第一の傾斜段部３に達した軟化PVCパイプ壁
２には第１図に示すように、その谷部３ａに増肉
ピーク部Ｘが認められた。また傾斜段部３へ向け
て、PVCパイプの壁厚はしだいに厚くなり、金
型入口付近で5.8mmとなり増肉ピーク部Ｘにおい
ては6.1mmとなつた。当該位置における内中子型
外径は78mmφであるので、当該位置における環状
面積と原パイプの環状面積との割合から12％の増
肉となつていた（以下、増肉率は同様に環状面積
の比較による計算値で示す。）。次に増肉部Ｘを通
過後の頂部３ｂの厚さは5.3mmであつて、ここで
23％の増肉が起つていることを示し、逆傾斜部５
の中途に達している軟化PVCパイプの壁厚は5.4
mmで、実質24％の増肉がおこなわれていた。

第２図は、２番目の傾斜段部４を乗り越えた軟
化PVCパイプ壁の断面状態を示し、継続して存
在する増肉ピークＸの他に、既に説明した増肉ピ
ークＹが逆傾斜部５上の谷部４ａに出現した。

この部分の厚さは5.9mm、増肉量31％であつた。

頂部３ｂの厚さは第１図における23％から34％
増肉に相当する5.8mmに増加しているのが判明し
た。

定常的に存続する増肉ピーク部Ｙを受けて傾斜
段部４の厚さは5.6mmを維持し、29％の増肉効果
が維持されており、その頂部４ｂの壁厚も5.0mm、
増肉量25％であつた。

次に第３図に示すように軟化PVCパイプが成
形空間の終端に達した状態のとき、最終的に内外
型面間の成形空間を略々完全に軟化PVCパイプ
壁が埋めており、成形空間の終端に達したパイプ
端から第一傾斜段部３に戻る反力によつて、成形
空間の屈曲面とパイプ壁との間に残つていた空間
が無くなり、成形空間通りの形状がこのパイプ２
に成形された。

成形後の受口の厚さの測定値及び増肉量は、頂
部３ｂにおいて、6.5mm、51％，第二傾斜段部４
において6.5mm、54％，その頂部４ｂにおいて、
5.8mm、46％となつていた。

〔効果〕

以上説明したように、パイプの軸方向に対する
傾斜角が15゜以上とされた傾斜段部が、２箇所以
上含まれる二次成形部をPVCパイプに成形する
場合、逆傾斜部分を設けることにより二次成形部
の壁厚減小を防止するばかりでなく、当該傾斜段
部の数に応じて増肉効果を段階的に進行させて、
摩擦抵抗の無駄な増大を回避し、これによりパイ
プ内外周壁面にしわの発生するのを良く防ぎ、パ
イプ移送抵抗の少ない生産効率に優れた加工をす
ることが出来る。

またこの発明において、二次増肉現象が現れる
時は、移送されるパイプ壁２と成形空間の型面１
ａ，１ｂとの間の摩擦が可能な限り小さい値に抑
えられるため、２番目の傾斜段部４を乗り切る時
の抵抗が非常に少なく、成形処理効率が非常に良
くなる。

さらに二次増肉が起こる段階で摩擦抵抗を低い
水準にできる為、三次増肉を達成する為の軟化
PVCパイプの移動を容易とすることが出来る。

そして、軟化PVCパイプを拡径型へ挿入した
場合、逆傾斜部の作用により増肉が自動的に行わ
れるので軸方向への挿入を終了した時点で拡径に
伴う薄肉化の欠点が完全に解消され、従来必要と
した挿入後の次工程である押し込み増肉工程が省
略され、軟化PVCパイプに対する二次加工が容
易にかつ正確に実施できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に対する成形空間に於ける軟
化PVCパイプ壁の厚さの一次変化状態を示し、
第２図は同じ成形空間におけるパイプ壁の二次変
化状態を示し、第３図はその第三次変化状態を示
す、断面概略図である。 図に於いて３は第１傾斜段部、４は第２傾斜段
部、５は逆傾斜部、４ａは谷部、１ａは内型、１
ｂは外型である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軟化PVCパイプの内周壁をその表面に沿つ
   て軸方向に移動させる内中子の型面に設けたこの
   移動方向に向つて径を大きくする第一傾斜段部
   と、当該第一傾斜段部の後方であつて同じ移動方
   向に向つて径を大きくする第二傾斜段部との間
   に、前記第一傾斜段部の頂部から前記第二傾斜段
   部の谷部とを連続させる前記移動方向に向つて径
   が小さくなる逆傾斜部が設けられ、前記内中子型
   面に対応する型面を設けた外型部材と当該内中子
   型面との間に構成された成形空間に向つて軟化し
   たPVCパイプを軸方向に供給し、前記第一傾斜
   段部において円周方向に伸び変形した軟化パイプ
   壁を前記逆傾斜部において円周方向の縮みと同時
   に径方向に増肉させ、当該縮み増肉部を存在させ
   ながら前記第二傾斜段部へと前記軟化パイプ壁を
   通過させることを特徴とする径の増減を有する形
   状部を成形するPVCパイプの二次加工法。